茶葉檢測中近遠紅外分析技術研究進展

◎ 程 敏

（潛山縣市場監督檢驗所，安徽 潛山 246300）

1 遠近紅外技術概述

1.1 遠紅外技術

對于遠近紅外線的界定如圖1所示。

圖1 遠近紅外線的界定圖

由圖1可知，遠紅外線就是界定于5.6～1 000 μm間電磁波的遠紅外線。而遠紅外技術，就是一種通過輻射熱對原料進行檢測的方式。其具備熱輻射效率高、熱損失小、容易控制、傳熱效率高、熱吸收效率高以及輻射受熱均勻等特征，可以說是一種無損食品本質的檢測技術。在食品中的應用，主要體現在以下幾方面。一是食品催熟。在茶葉生產中，利用該種技術照射茶葉，可將茶葉溫度達到35 ℃左右出現凋萎，繼而增加茶葉的品質及香氣。二是食品防腐殺菌及脫水干燥等方面的應用。

1.2 近紅外技術

自身具備一定的無損、高效的分析特征，分析過程包括樣品光譜數據采集、樣品組成基礎數據測定、轉換光譜數據，并與化學測定值實現數學模型的建立、驗證模型的評定、未知樣品組成性質的掃描測定。

常見的幾種近紅外光譜分析法，其計量方法包括多元線性回歸法（MLR）、主成分分析法（PCA）、偏最小二乘法（PLS）、人工神經網絡法（ANN）和極限學習法(ELM）。其中，MLR法主要對其一個隨機變量，與多個變量之間線性關系的分析，當變量Y的影響因素較多時，其多元線性回歸模型為Y=β0+β1X1+β2X2+...+βKXK+ε；根據Y與X的多種樣本數據，可求出估值b0、b1、b2...bk；其樣本回歸模型為Y=b0+b1X1+b2X2+...+bKXK+ε。

其中偏最小二乘法（PLS）的數學模型為X=TP’+E、Y=UQ’+F；其中T、U的矩陣元分別為X、Y的得分，而P、Q的矩陣元分別為X、Y的裝載，E、F分別為運用偏最小二乘模型法去擬合X、Y所引進的誤差。……